Budoucností zelené energie může být růžový vodík vyrobený z jaderné energie

Musk vyjádřil skepsi ohledně užitečnosti vodíku, ale mnozí si myslí, že by mohl pomoci snížit emise v řadě odvětví, včetně dopravy a těžkého průmyslu.

I když je kolem vodíku a jeho významu jako nástroje pro zajištění nízkouhlíkové budoucnosti velký rozruch – což je téma, které v posledních měsících vyvolalo mnoho diskusí – převážná většina jeho výroby je stále založena na fosilních palivech.

Podle sledovací zprávy Mezinárodní energetické agentury ze září 2022 totiž výroba vodíku s nízkými emisemi v roce 2021 představovala méně než 1 % celosvětové produkce vodíku.

Pokud má mít nějakou roli v plánovaném přechodu na novou energetiku, pak se výroba vodíku musí změnit, a to docela zásadním způsobem.

„V první řadě je třeba říci, že vodík ve skutečnosti přirozeně neexistuje, takže se musí vyrábět,“ uvedla Rachael Rothmanová, spoluředitelka Granthamského centra pro udržitelnou budoucnost na Sheffieldské univerzitě.

„Má velký potenciál, aby nám pomohl dekarbonizovat budoucnost, ale v první řadě musíme najít nízkouhlíkové způsoby jeho výroby,“ řekla a dodala, že různé způsoby výroby byly „označeny různými barvami“.

„Asi 95 % našeho vodíku dnes pochází z parního reformingu metanu a má velkou související uhlíkovou stopu, a to je to, čemu se říká ‚šedý‘ vodík,“ řekla Rothmanová televizi CNBC.

Šedý vodík je podle energetické společnosti National Grid „vytvářen ze zemního plynu nebo metanu“. Skleníkové plyny spojené s tímto procesem se podle ní nezachycují, a proto je uhlíková stopa, na kterou se Rothmanová odvolává.

Převaha takové metody je zjevně v rozporu s cíli čisté nuly. V důsledku toho se nyní jako alternativa nabízí celá řada zdrojů, systémů a barev vodíku.

Patří mezi ně zelený vodík, který označuje vodík vyráběný pomocí obnovitelných zdrojů a elektrolýzy, kdy elektrický proud štěpí vodu na kyslík a vodík.

Modrý vodík zase označuje využití zemního plynu – fosilního paliva – a zachycování a ukládání uhlíku. Kolem úlohy, kterou by modrý vodík mohl hrát v dekarbonizaci společnosti, se vedou vášnivé debaty.

Chcete využít této příležitosti?

Růžový potenciál

Vedle modré a zelené je další barvou, která přitahuje pozornost, růžová. Stejně jako zelený vodík využívá elektrolýzu, ale je tu jeden zásadní rozdíl: růžová využívá jadernou energii.

„Když rozdělíte… vodu, získáte vodík a kyslík,“ řekla Rothmanová. „Ale štěpení vody vyžaduje energii, takže růžový vodík je o štěpení vody s využitím energie, která pochází z jádra.“

To znamená, že „celý systém je nízkouhlíkový, protože… ve vodě není žádný uhlík… ale také zdroj energie je také velmi nízkouhlíkový, protože je jaderný.“

Rothmanová poznamenal, že vedle elektrolýzy lze jadernou energii využít také pomocí něčeho, čemu se říká termochemický cyklus.

Ten, jak vysvětlila, využívá velmi vysoké teploty k rozdělení vody na kyslík a vodík.

Růžový vodík už má několik potenciálně významných podporovatelů. Patří mezi ně společnost EDF Energy, která přišla s nápadem vyrábět vodík v jaderné elektrárně Sizewell C, která má mít výkon 3,2 gigawattů.

„V elektrárně Sizewell C zkoumáme možnosti výroby a využití vodíku několika způsoby,“ uvádí se na internetových stránkách firmy. „Zaprvé by mohl pomoci snížit emise během výstavby elektrárny.“

„Zadruhé, jakmile bude elektrárna Sizewell C v provozu, doufáme, že budeme moci část tepla, které vyrábí (vedle elektřiny), využít k efektivnější výrobě vodíku,“ dodává se na stránce.

Společnost EDF Energy, která je součástí nadnárodní skupiny EDF, uvedla v prohlášení zaslaném televizi CNBC: „Vodík vyráběný z jaderné energie může hrát významnou roli při přechodu na novou energetiku.“

Společnost rovněž připustila, že před tímto odvětvím a jeho rozvojem stojí určité výzvy.

„Vodík je v současné době relativně drahé palivo, a proto je klíčovou výzvou pro nízkouhlíkový elektrolytický vodík, ať už vyráběný z obnovitelných zdrojů nebo z jaderné energie, snížit náklady na výrobu,“ uvedla.

K tomu jsou zapotřebí „podpůrné politiky, které podpoří investice do projektů počáteční výroby vodíku a povzbudí uživatele k přechodu z fosilních paliv na nízkouhlíkový vodík“.

„Rozvoj trhu s nízkouhlíkovým vodíkem přinese úspory z rozsahu a „učení se praxí“, které pomohou snížit náklady na výrobu.“

Ačkoli existuje nadšení z role, kterou by jaderná energie mohla hrát ve výrobě vodíku a v širším energetickém přechodu – IEA například uvádí, že jaderná energie má „významný potenciál přispět k dekarbonizaci energetického sektoru“ – je samozřejmé, že není všemi upřednostňována.

Mezi kritiky patří i Greenpeace. „Jaderná energie je propagována jako řešení našich energetických problémů, ale ve skutečnosti je její výstavba složitá a nesmírně nákladná,“ tvrdí ekologická organizace. „Vytváří také obrovské množství nebezpečného odpadu.“

Pestrobarevná budoucnost?

Během rozhovoru pro CNBC hovořila Rothmanová ze Sheffieldské univerzity o širším pohledu a o tom, jakou roli by mohly hrát různé druhy vodíku. Mohli bychom se někdy dočkat doby, kdy hladina modrého a šedého vodíku klesne na nulu?

„To záleží na tom, jak dlouhý časový rámec sledujete,“ řekla a dodala, že „v ideálním světě nakonec klesnou velmi nízko“.

„V konečném důsledku bychom se v ideálním případě měli zbavit veškerého šedého vodíku, protože šedý vodík má velkou uhlíkovou stopu a musíme se ho zbavit,“ řekla Rothmanová.

„Jakmile zlepšíme zachycování a ukládání uhlíku, může se objevit prostor pro modrý vodík, a to je třeba ještě vyhodnotit, v závislosti na… tamním vývoji.“

„Pro růžový a zelený víme, že musí existovat prostor, protože tam se skutečně dostane nízkouhlíkový [vodík], a víme, že by měl být, je možné se tam dostat.“

Fiona Raymentová, vedoucí vědecká pracovnice britské Národní jaderné laboratoře, která je stejně jako společnost EDF Energy členem obchodního sdružení Hydrogen UK, zdůraznila, že je důležité mít v příštích letech k dispozici celou řadu možností.

„Výzvu čisté nuly nelze podceňovat; budeme muset využít všechny zdroje nízkouhlíkové výroby vodíku, abychom nahradili naši závislost na fosilních palivech,“ řekla CNBC.

Zatímco se hodně mluví o používání barev k rozlišení různých metod výroby vodíku, živě se diskutuje také o tom, zda by takový klasifikační systém měl vůbec existovat.

„To, co chceme, je nízkouhlíkový vodík,“ řekla Rothmanová. „A vím, že kolem různých barev panuje spousta nejasností, a slyšel jsem některé lidi říkat… ‘proč vůbec máme barvy, proč nemáme jen vodík a nízkouhlíkový vodík?‘.“

„A nakonec je důležitá právě ta nízkouhlíková část, a tu by splňovala jak růžová, tak zelená.“

Od společnosti Tesla Elona Muska až po předsedkyni Evropské komise Ursulu von der Leyenovou, v posledních několika letech mnoho významných osobností hovořilo o tom, jakou roli může - nebo nemusí - hrát vodík při přechodu planety k udržitelnější budoucnosti. Musk vyjádřil skepsi ohledně užitečnosti vodíku, ale mnozí si myslí, že by mohl pomoci snížit emise v řadě odvětví, včetně dopravy a těžkého průmyslu. I když je kolem vodíku a jeho významu jako nástroje pro zajištění nízkouhlíkové budoucnosti velký rozruch - což je téma, které v posledních měsících vyvolalo mnoho diskusí - převážná většina jeho výroby je stále založena na fosilních palivech. Podle sledovací zprávy Mezinárodní energetické agentury ze září 2022 totiž výroba vodíku s nízkými emisemi v roce 2021 představovala méně než 1 % celosvětové produkce vodíku. Pokud má mít nějakou roli v plánovaném přechodu na novou energetiku, pak se výroba vodíku musí změnit, a to docela zásadním způsobem. "V první řadě je třeba říci, že vodík ve skutečnosti přirozeně neexistuje, takže se musí vyrábět," uvedla Rachael Rothmanová, spoluředitelka Granthamského centra pro udržitelnou budoucnost na Sheffieldské univerzitě. "Má velký potenciál, aby nám pomohl dekarbonizovat budoucnost, ale v první řadě musíme najít nízkouhlíkové způsoby jeho výroby," řekla a dodala, že různé způsoby výroby byly "označeny různými barvami". Zdroj: Shutterstock "Asi 95 % našeho vodíku dnes pochází z parního reformingu metanu a má velkou související uhlíkovou stopu, a to je to, čemu se říká 'šedý' vodík," řekla Rothmanová televizi CNBC. Šedý vodík je podle energetické společnosti National Grid "vytvářen ze zemního plynu nebo metanu". Skleníkové plyny spojené s tímto procesem se podle ní nezachycují, a proto je uhlíková stopa, na kterou se Rothmanová odvolává. Převaha takové metody je zjevně v rozporu s cíli čisté nuly. V důsledku toho se nyní jako alternativa nabízí celá řada zdrojů, systémů a barev vodíku. Patří mezi ně zelený vodík, který označuje vodík vyráběný pomocí obnovitelných zdrojů a elektrolýzy, kdy elektrický proud štěpí vodu na kyslík a vodík. Modrý vodík zase označuje využití zemního plynu - fosilního paliva - a zachycování a ukládání uhlíku. Kolem úlohy, kterou by modrý vodík mohl hrát v dekarbonizaci společnosti, se vedou vášnivé debaty. Růžový potenciál Zdroj: Shutterstock Vedle modré a zelené je další barvou, která přitahuje pozornost, růžová. Stejně jako zelený vodík využívá elektrolýzu, ale je tu jeden zásadní rozdíl: růžová využívá jadernou energii. "Když rozdělíte… vodu, získáte vodík a kyslík," řekla Rothmanová. "Ale štěpení vody vyžaduje energii, takže růžový vodík je o štěpení vody s využitím energie, která pochází z jádra." To znamená, že "celý systém je nízkouhlíkový, protože… ve vodě není žádný uhlík… ale také zdroj energie je také velmi nízkouhlíkový, protože je jaderný." Rothmanová poznamenal, že vedle elektrolýzy lze jadernou energii využít také pomocí něčeho, čemu se říká termochemický cyklus. Ten, jak vysvětlila, využívá velmi vysoké teploty k rozdělení vody na kyslík a vodík. Růžový vodík už má několik potenciálně významných podporovatelů. Patří mezi ně společnost EDF Energy, která přišla s nápadem vyrábět vodík v jaderné elektrárně Sizewell C, která má mít výkon 3,2 gigawattů. "V elektrárně Sizewell C zkoumáme možnosti výroby a využití vodíku několika způsoby," uvádí se na internetových stránkách firmy. "Zaprvé by mohl pomoci snížit emise během výstavby elektrárny." "Zadruhé, jakmile bude elektrárna Sizewell C v provozu, doufáme, že budeme moci část tepla, které vyrábí (vedle elektřiny), využít k efektivnější výrobě vodíku," dodává se na stránce. Zdroj: Getty Images Společnost EDF Energy, která je součástí nadnárodní skupiny EDF, uvedla v prohlášení zaslaném televizi CNBC: "Vodík vyráběný z jaderné energie může hrát významnou roli při přechodu na novou energetiku." Společnost rovněž připustila, že před tímto odvětvím a jeho rozvojem stojí určité výzvy. "Vodík je v současné době relativně drahé palivo, a proto je klíčovou výzvou pro nízkouhlíkový elektrolytický vodík, ať už vyráběný z obnovitelných zdrojů nebo z jaderné energie, snížit náklady na výrobu," uvedla. K tomu jsou zapotřebí "podpůrné politiky, které podpoří investice do projektů počáteční výroby vodíku a povzbudí uživatele k přechodu z fosilních paliv na nízkouhlíkový vodík". "Rozvoj trhu s nízkouhlíkovým vodíkem přinese úspory z rozsahu a "učení se praxí", které pomohou snížit náklady na výrobu." Ačkoli existuje nadšení z role, kterou by jaderná energie mohla hrát ve výrobě vodíku a v širším energetickém přechodu - IEA například uvádí, že jaderná energie má "významný potenciál přispět k dekarbonizaci energetického sektoru" - je samozřejmé, že není všemi upřednostňována. Mezi kritiky patří i Greenpeace. "Jaderná energie je propagována jako řešení našich energetických problémů, ale ve skutečnosti je její výstavba složitá a nesmírně nákladná," tvrdí ekologická organizace. "Vytváří také obrovské množství nebezpečného odpadu." Pestrobarevná budoucnost? Zdroj: Getty Images Během rozhovoru pro CNBC hovořila Rothmanová ze Sheffieldské univerzity o širším pohledu a o tom, jakou roli by mohly hrát různé druhy vodíku. Mohli bychom se někdy dočkat doby, kdy hladina modrého a šedého vodíku klesne na nulu? "To záleží na tom, jak dlouhý časový rámec sledujete," řekla a dodala, že "v ideálním světě nakonec klesnou velmi nízko". "V konečném důsledku bychom se v ideálním případě měli zbavit veškerého šedého vodíku, protože šedý vodík má velkou uhlíkovou stopu a musíme se ho zbavit," řekla Rothmanová. "Jakmile zlepšíme zachycování a ukládání uhlíku, může se objevit prostor pro modrý vodík, a to je třeba ještě vyhodnotit, v závislosti na… tamním vývoji." "Pro růžový a zelený víme, že musí existovat prostor, protože tam se skutečně dostane nízkouhlíkový [vodík], a víme, že by měl být, je možné se tam dostat." Fiona Raymentová, vedoucí vědecká pracovnice britské Národní jaderné laboratoře, která je stejně jako společnost EDF Energy členem obchodního sdružení Hydrogen UK, zdůraznila, že je důležité mít v příštích letech k dispozici celou řadu možností. "Výzvu čisté nuly nelze podceňovat; budeme muset využít všechny zdroje nízkouhlíkové výroby vodíku, abychom nahradili naši závislost na fosilních palivech," řekla CNBC. Zatímco se hodně mluví o používání barev k rozlišení různých metod výroby vodíku, živě se diskutuje také o tom, zda by takový klasifikační systém měl vůbec existovat. "To, co chceme, je nízkouhlíkový vodík," řekla Rothmanová. "A vím, že kolem různých barev panuje spousta nejasností, a slyšel jsem některé lidi říkat… ‘proč vůbec máme barvy, proč nemáme jen vodík a nízkouhlíkový vodík?'." "A nakonec je důležitá právě ta nízkouhlíková část, a tu by splňovala jak růžová, tak zelená."